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2017年度国家科学技术奖揭晓 高铝粉煤灰提取氧化铝多联产技术开发与产业示范项目荣获国家科技进步二等奖

2018年01月08日 12:00点击数量:1124次


       今天,2017年度国家科学技术奖励大会在人民大会堂开幕,党和国家领导人出席大会并为荣获国家最高科学技术奖、国家自然科学奖、国家技术发明奖、国家科技进步奖以及国际科学技术合作奖的科研人员颁奖。

       根据《国家科学技术奖励条例》的规定,经国家科学技术奖励评审委员会评审,国家科学技术奖励委员会审定和科技部审核,国务院批准并报请国家主席习近平签署,授予王泽山院士、侯云德院士国家最高科学技术奖;

       国务院批准,国家自然科学奖授奖项目35项,其中:一等奖2项,二等奖33项;国家技术发明奖授奖项目66项,其中:一等奖4项(通用项目2项,专用项目2项),二等奖62项(通用项目47项,专用项目15项);国家科学技术进步奖项目170项,其中:特等奖3项(通用项目2项,专用项目1项),一等奖21项(通用项目9项,专用项目9项,创新团队3项),二等奖146项(通用项目118项,专用项目28项);

       授予7名外籍专家中华人民共和国国际科学技术合作奖。


国家最高科学技术奖

(2人)

国家自然科学奖

(35项)

国家技术发明奖(通用项目49)

国家科技进步奖

(通用项目132项)


高铝粉煤灰提取氧化铝多联产技术

开发与产业示范项目荣获

国家科技进步二等奖


       我国是世界第一燃煤及铝生产大国,粉煤灰排放量巨大而铝土矿资源相对短缺。2016年,我国氧化铝和电解铝产能均达到世界的50%以上,而我国铝土矿资源仅占全球总储量的2.9%,目前铝资源对外依存度已超过50%,保障我国铝资源安全的形势日益严峻。作为我国主要动力用煤,内蒙古自治区鄂尔多斯盆地晚古生代煤铝镓共生资源燃烧后形成的高铝粉煤灰(Al2O3含量>40%)富集多种有价资源,但其占地与环境危害也日趋严重,高铝粉煤灰资源化利用是关系到我国环境保护与保障铝资源安全的重大战略发展方向。

       粉煤灰提取氧化铝是世界性难题,波兰在上世纪60年代首先采用石灰石烧结法工艺建成了6000吨/年粉煤灰提取氧化铝示范工程,但由于技术不成熟、副产物排放量大等问题,未能实现产业化应用。近年,针对内蒙古、山西等地发现的大量高铝粉煤灰资源,以中国大唐集团、神华集团以及蒙西集团为代表的多家公司开展了从粉煤灰中提取氧化铝的研究,研发出“碱法”、“酸法”、“铵法”三大类高铝粉煤灰提取氧化铝技术,形成了以大唐集团为代表的预脱硅-碱石灰烧结法、以蒙西集团为代表的石灰石烧结法、以神华集团为代表的一步酸溶法、以开元生态铝业为代表的硫酸铵法、以中科院过程所为代表的亚熔盐法等多种工艺技术路线。中国大唐集团利用自主开发的预脱硅-碱石灰烧结法工艺技术建设的高铝粉煤灰年产20万吨氧化铝示范线已连续运行5年,主要技术经济技术指标达到或超过国家行业规范要求,成为国内外唯一商业化运行的粉煤灰提取氧化铝生产线。

       自2003年大唐托克托电厂首台机组投产,因烟气粉尘净化发现粉煤灰的富铝特性以来,中国大唐集团与清华大学合作启动了高铝资源化利用的技术开发与产业化实践,历经实验室研究、工业化试验和年产20万吨氧化铝项目示范,形成了我国自主知识产权的粉煤灰提取氧化铝工艺技术和装备体系,其主要创新点如下:

       1、突破传统将粉煤灰作为火山灰材料用于建材建工的思路,真正将高铝粉煤灰作为矿物资源,对其中不同成分、物相与结构的有价资源逐级协同提取利用,将工业固废转化为有色金属、化工填料、环境材料与绿色建材等系列产品,建立了高铝粉煤灰资源循环利用的创新产业链。

       2、发明了高铝粉煤灰中非晶态氧化硅的高效提取及制备多孔活性硅酸钙技术,首次采用套管加热+保温停留罐工艺实现非晶态氧化硅的有效提取,开发了活性硅酸钙高填料造纸技术,使纸张中填料含量从20%提升到43%,大幅节约宝贵的木浆资源。

       3、发明了粉煤灰烧结法生产冶金级氧化铝技术,研制开发出脱硅粉煤灰高效分离、生料浆两段配制、低铁低铝硅比烧成、回转窑自动看火、筒形加棒磨两段溶出等关键工艺与装备,建立了高铝粉煤灰生产氧化铝的工艺技术包。

       4、发明了高铝粉煤灰提铝硅钙渣与常规粉煤灰等固废协同用于道路建设和制备绿色建材技术,实现了高铝粉煤灰资源化利用循环产业的有效闭环。

       该项目率先实现核心技术及产业示范“零”的突破,获授权发明专利57件,2005年完成实验室研究,2008年完成工业性试验,2012年世界首次实现工业化生产,技术经济指标与产业化进程均处于国际领先水平。先后获得国家能源局科技进步二等奖、中国循环经济协会和内蒙古自治区科技进步一等奖。提取每吨氧化铝消耗粉煤灰2.5吨,节约优质铝土矿2吨,节约土地0.2平方米,联产的750公斤活性硅酸钙用于高填料造纸可节约原生木材2.5吨,减排CO2 4.6吨,产生的2.6吨硅钙渣用于绿色建材,可节约水泥2吨,减排CO2 1.3吨,资源节约和环保效益显著。

       该项目同时建立了我国粉煤灰提取氧化铝技术经济指标体系和工艺技术包,开辟了国内外粉煤灰资源化利用和非铝土矿生产氧化铝的新途径。该技术及产业化成果被国家发改委确定为产业示范,对提升我国资源综合利用与循环经济科技水平、推进有色金属和造纸等产业的节能减排和转型升级发挥了重要作用。